
討論:下列工具工作時(shí)有什么共同特征?
撬棒、羊角錘、剪刀、鉗子、鑷子、核桃鉗等。
1、定義:在力的作用下,能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒,叫做杠桿。
支 點(diǎn):杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)O。
動(dòng) 力:促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1。
阻 力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2。
動(dòng)力臂:從支點(diǎn)O 到動(dòng)力F1作用線的距離l1。
阻力臂:從支點(diǎn)O 到阻力F2作用線的距離l2。
(4)標(biāo)示:最后用大括號(hào)或箭頭勾出力臂,并在旁邊寫上字母l1或l2。
(1)找點(diǎn):先確定杠桿的支點(diǎn)O和動(dòng)力、阻力的方向。
(2)畫線:過力的作用點(diǎn)沿力的方向畫出力的作用線;
(3)作垂線段:用細(xì)實(shí)線作從支點(diǎn)O到力的作用線的垂線,畫出垂足,則從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂。
(1)動(dòng)力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一定是相反的,但動(dòng)力和阻力的方向不一定相反。
(2)力臂不一定在杠桿上,當(dāng)力的作用線不垂直于杠桿時(shí),力臂與杠桿不重合。
(3)支點(diǎn)一定在杠桿上,動(dòng)力和阻力可以在支點(diǎn)兩側(cè),也可在支點(diǎn)同側(cè)。
(4)當(dāng)力的作用線恰好通過支點(diǎn)時(shí)力臂為零,這個(gè)力不能使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
試一試:畫出圖中杠桿各力的力臂
1.杠桿平衡:杠桿在動(dòng)力和阻力作用下靜止時(shí),我們就說杠桿平衡。
問題:杠桿在滿足什么條件時(shí)才會(huì)平衡?
2.探究杠桿的平衡條件
保證力臂沿杠桿,便于測(cè)量?!?br/>〔1〕調(diào)節(jié)平衡螺母,使杠桿水平平衡。
問題:為什么要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡?
〔2〕杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼,移動(dòng)鉤碼的位置,使杠桿水平平衡。將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2記錄在表格中?!?〕改變阻力和阻力臂的大小,相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小,再做幾次實(shí)驗(yàn)。
〔4〕在杠桿的一側(cè)掛上鉤碼作為阻力,通過在其他位置上用彈簧測(cè)力計(jì)拉住杠桿的方法使杠桿平衡。將動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2記錄表格中。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:杠桿平衡時(shí),動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。
①杠桿兩端裝置兩只可調(diào)節(jié)的螺母,能起什么作用?
答案:作用是調(diào)節(jié)杠桿自身的平衡
②杠桿調(diào)平的方法是什么?
答案:左邊高向左調(diào),右邊高向右調(diào)
由F1l1=F2l2 得:
=3×103kg = 3 t
若l1>l2,則F1 F2
若l1= l2,則F1 F2
若l1<l2,則F1 F2
小結(jié):判斷杠桿的類型,實(shí)際就是比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小。
根據(jù)杠桿平衡條件可以知道杠桿的運(yùn)用有三種情況:
1.省力杠桿: 動(dòng)力臂大于阻力臂,動(dòng)力小于阻力。
在生活中,你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是省力杠桿?
我們?cè)谑褂檬×Ω軛U時(shí),得到了省力的利益,同時(shí)我們又付出了怎樣的代價(jià)呢?
使用費(fèi)力的杠桿,有什么好處呢?
請(qǐng)注意觀察,賽艇的船槳在劃水時(shí),它的動(dòng)力臂和阻力臂,哪個(gè)更長(zhǎng)呢?我們?cè)谑褂脮r(shí),是省力了還是費(fèi)力了呢?
2.費(fèi)力杠桿: 動(dòng)力臂小于阻力臂,動(dòng)力大于阻力。
在生活中,你還發(fā)現(xiàn)了哪些工具是費(fèi)力杠桿?
使用費(fèi)力杠桿,雖然費(fèi)了力,但卻省了動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離。
3.等臂杠桿:動(dòng)力臂等于阻力臂,動(dòng)力等于阻力。
物理實(shí)驗(yàn)室中,我們使用的天平就是等臂杠桿。
1.下列工具在正常使用中,屬于費(fèi)力杠桿的是 ( )
2.如圖是起重機(jī)用四種方案將地面上的一棵大樹扶起的瞬間,其中拉力最小的是( )。
3.如圖所示,分別沿力F1、F2、F3的方向用力,使杠桿平衡,關(guān)于三個(gè)力的大小,下列說法正確的是( )A.沿F1方向的力最小B.沿F2方向的力最小C.沿F3方向的力最小D.三個(gè)力的大小相等
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